(57)【要約】  画角が１４０°以上の広角でありながら、ディストーションの補正および観察深度の拡大を同時に実現し、高画素の撮像素子にも好適に適用可能にする。物体側から順に前群（ＦＧ）、明るさ絞り（Ｓ）および正の後群（ＢＧ）からなり、前群（ＦＧ）は、少なくとも１面が非球面で構成されるとともに、最も物体側に下記の条件式（１）を満足する負の第１レンズ（Ｌ１）を備え、画角が１４０°以上である対物光学系（１）を提供する。ｒ１は第１レンズ（Ｌ１）の物体側の曲率半径、ｒ２は第１レンズ（Ｌ１）の像側の曲率半径である。（１）・・・０≦ｒ２／ｒ１＜０．２４
2012008312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に前群、明るさ絞りおよび正の後群からなり、
前記前群は、少なくとも１面が非球面で構成されるとともに、最も物体側に下記の条件式（１）を満足する負の第１レンズを備え、
画角が１４０°以上である対物光学系。
（１）        ０  ≦  ｒ２／ｒ１  ＜  ０．２４
ここで、
ｒ１  ：  前記第１レンズの物体側の曲率半径、
ｒ２  ：  前記第１レンズの像側の曲率半径
である。
【請求項２】
下記の条件式（２）を満足する請求項１に記載の対物光学系。
（２）        ０．６５  ＜  ｆｌ／ＩＨ  ＜  ０．８２
ここで、
ｆｌ  ：  全系の焦点距離、
ＩＨ  ：  最大像高
である。
【請求項３】
前記前群が、物体側から順に前記第１レンズと正の第２レンズとを備える請求項１に記載の対物光学系。
【請求項４】
前記第１レンズおよび前記第２レンズが、下記の条件式（３）を満足する請求項３に記載の対物光学系。
（３）        −０．６６  ＜  ｆ１／ｆ２  ＜  −０．０６
ここで、
ｆ１  ：  前記第１レンズの焦点距離、
ｆ２  ：  前記第２レンズの焦点距離
である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に内視鏡用の対物光学系に関し、その他民生用の小型カメラ等の撮影光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的な内視鏡用の対物レンズは、フォーカシング機能を有していない代わりに、物体側におおよそ５から１００ｍｍの広い範囲の観察深度を有している。観察深度とは、被写体の像を鮮明に写すことができる対物光学系の先端面から被写体までの距離範囲である。このような対物レンズを搭載した内視鏡では、主にＣＣＤなどの固体撮像素子を用いて画像を提供している。近年、診断精度を向上させるために内視鏡画像の高画質化が求められており、ＣＣＤ等撮像素子の高画素化が進んでいる。【０００３】
高画素の撮像素子を使用した場合、回折による画質劣化を避けるために対物レンズのＦ値（Ｆｎｏ．）を小さくする必要があり、また、撮像素子が大きくなるのに合わせて対物レンズの焦点距離も大きくする必要があるため、対物レンズの観察深度が狭くなる。そこで、従来並みの観察深度を確保するために、非球面レンズを使用する等して焦点距離を短くして広角化を図った内視鏡用対物レンズが知られている（例えば、特許文献１から特許文献３参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−５５８０７号公報
【特許文献２】特開平１０−２０１８９号公報
【特許文献３】特開２００６−２５１２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および特許文献２に記載の内視鏡用対物レンズは、非球面レンズを搭載することによりディストーションを補正しながら焦点距離を短くしている。これにより、観察深度の拡大を図ることができる。しかし、画角が１４０°程度であるため、広角化を図った光学系としては画角が不十分である。【０００６】
さらに、特許文献２には画角が１６０°を超える光学系が開示されているが、中心の倍率が低くスクリーニングでの病変部の観察には不向きである。特許文献３に記載の内視鏡用対物レンズは、１５０°以上の画角を有し、第１レンズを凹メニスカスレンズにすることによりディストーションを補正している。しかし、すべてのレンズが球面レンズであるため観察深度を拡大することが難しい。【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、画角が１４０°以上の広角でありながら、ディストーションの補正および観察深度の拡大を同時に実現し、高画素の撮像素子にも好適に適用することができる対物光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、物体側から順に前群、明るさ絞りおよび正の後群からなり、前記前群は、少なくとも１面が非球面で構成されるとともに、最も物体側に下記の条件式（１）を満足する負の第１レンズを備え、画角が１４０°以上である対物光学系を提供する。
（１）        ０  ≦  ｒ２／ｒ１  ＜  ０．２４
ここで、ｒ１は前記前群の最も物体側に配置された第１レンズの物体側の曲率半径、ｒ２は前記第１レンズの像側の曲率半径である。【０００９】
対物光学系の広角化のためには、物体側から順に負の第１レンズを含む前群、明るさ絞り、正の後群の構成にする必要がある。観察深度を十分に確保するためには、１４０°以上の画角は必須である。画角が１４０°より小さい場合、焦点距離が大きくなるため観察深度を十分に拡大することができない。【００１０】
さらに前群に非球面レンズを搭載することで、歪曲収差（ディストーション）の補正が可能となる。本発明のようなレトロフォーカスタイプの光学系では、前群の負の第１レンズにより負のディストーションが大きく発生する傾向がある。そこで、ディストーションの発生源である負の第１レンズを含んでいる前群に非球面を配置することにより、ディストーションが効果的に補正される。これにより、同じ画角であっても焦点距離を小さくすることが可能となり、観察深度の拡大を一層効果的に図ることができる。【００１１】
また、広角化の効果をより発揮するために、前群は負の屈折力を持つことが望ましい。本発明では第１レンズを負レンズとしている。該第１レンズの両側の面の曲率半径の比は条件式（１）の範囲内にあることが望ましい。【００１２】
条件式（１）の下限を下回った場合、内視鏡の外表面に露出される第１レンズの物体側面が凹面になるため観察時の水切れが悪くなる等の問題が生じ、好ましくない。一方、条件式（１）の上限を上回った場合、第１レンズの物体側面の曲率半径が小さくなるため、内視鏡先端部においてレンズの出っ張り量が増え、第１レンズに傷が付きやすい等の問題が生じる。また、水切れも悪くなるため好ましくない。さらに、第１レンズの負のパワーが弱くなるため、外径の大型化を招き、好ましくない。【００１３】
上記発明においては、下記の条件式（２）を満足することが好ましい。
（２）        ０．６５  ＜  ｆｌ／ＩＨ  ＜  ０．８２
ここで、ｆｌは全系の焦点距離、ＩＨは最大像高である。【００１４】
条件式（２）の下限を下回った場合、画角に対して焦点距離が小さくなるため十分な観察深度を得られる。しかし、画像周辺の倍率に対して中心の倍率が小さくなり過ぎるため観察しづらくなる。一方、条件式（２）の上限を上回った場合、焦点距離が大きくなるため観察深度の拡大効果が小さくなり好ましくない。上記発明においては、条件式（２）’を満足することがより好ましい。
（２）’        ０．６８  ＜  ｆｌ／ＩＨ  ＜  ０．７８【００１５】
上記発明においては、前記前群が、物体側から順に前記第１レンズと正の第２レンズとを備えた構成が好ましい。
前群で発生する倍率色収差を補正するために、負の第１レンズと正の第２レンズが必要となる。さらに、正の第２レンズを負レンズと接合し、前群を負の第１レンズと接合レンズとで構成してもよい。これにより、倍率色収差の補正効果を一層向上することができる。特に本発明のような高画素の撮像素子に対応した対物光学系では、倍率色収差の補正が不十分であると画像周辺の解像力劣化のみならず色にじみの原因となり得るため、倍率色収差の補正が重要である。【００１６】
上記構成においては、前記第１レンズおよび前記第２レンズが、下記の条件式（３）を満足していることが好ましい。
（３）        −０．６６  ＜  ｆ１／ｆ２  ＜  −０．０６
ここで、ｆ１は前記第１レンズの焦点距離、ｆ２は前記第２レンズの焦点距離である。
条件式（３）の下限を下回った場合、第１レンズの焦点距離が大きくなるために、負の屈折力が弱まる。これにより、レトロフォーカスタイプではなくなり、広角化が困難になるため好ましくない。一方、条件式（３）の上限を上回った場合、第２レンズの焦点距離が大きくなり、上述した倍率色収差の補正が難しくなり好ましくない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、画角が１４０°以上の広角でありながら、ディストーションの補正および観察深度の拡大を同時に実現し、高画素の撮像素子にも好適に適用することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る対物光学系の全体構成図である。
【図２】本発明の実施例１に係る対物光学系のレンズ断面図である。
【図３】図２の対物光学系の収差図である。
【図４】本発明の実施例２に係る対物光学系のレンズ断面図である。
【図５】図４の対物光学系の収差図である。
【図６】本発明の実施例３に係る対物光学系のレンズ断面図である。
【図７】図６の対物光学系の収差図である。
【図８】本発明の実施例４に係る対物光学系のレンズ断面図である。
【図９】図８の対物光学系の収差図である。
【図１０】本発明の実施例５に係る対物光学系のレンズ断面図である。
【図１１】図１０の対物光学系の収差図である。
【図１２】本発明の実施例６に係る対物光学系のレンズ断面図である。
【図１３】図１２の対物光学系の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の一実施形態に係る対物光学系１について、図１を参照して説明する。
本実施形態に係る対物光学系１は、図１に示されるように、物体側から順に、負の屈折力の前群ＦＧ、明るさ絞りＳおよび正の屈折力の後群ＢＧからなり、１４０°以上の画角を有している。前群ＦＧは、物体側から順に、負の第１レンズＬ１および正の第２レンズＬ２からなる。後群ＢＧは、物体側から順に、正の第３レンズＬ３、および、正レンズＬ４と負レンズＬ５とを貼り合わせた正の接合レンズＥ４５からなる。
【００２０】
後群ＢＧの像側には、平行平面板Ｆが配置されている。平行平面板Ｆは、特定の波長、例えばＹＡＧレーザーの１０６０ｎｍ、半導体レーザーの８１０ｎｍあるいは近赤外領域の光等をカットするためのフィルタである。像面近傍には図示しない撮像素子が配置され、対物光学系１とともに撮像光学系を構成している。撮像素子には、撮像面を保護するためのカバーガラスＣＧが貼り付けられている。
【００２１】
前群ＦＧは、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の少なくとも一面が非球面で構成されている。
第１レンズＬ１は、下記の条件式（１）を満足している。
（１）      ０  ≦  ｒ２／ｒ１  ＜  ０．２４
ここで、ｒ１は第１レンズＬ１の物体側の曲率半径、ｒ２は第１レンズＬ１の像体側の曲率半径である。
【００２２】
第１レンズＬ１が条件式（１）を満たすことにより、対物光学系１を内視鏡に搭載したときに内視鏡の先端面に配置される第１レンズＬ１の物体側面が適度な曲率の凸面になる。これにより、内視鏡の先端面の水切れを良くしつつ、第１レンズＬ１の破損を防止することができる。また、第１レンズＬ１に負の屈折力を十分に持たせることにより、外径の大型化を防ぐことができる。
【００２３】
対物光学系１は、下記の条件式（２）を満足している。
（２）        ０．６５  ＜  ｆｌ／ＩＨ  ＜  ０．８２
ここで、ｆｌは全系の焦点距離、ＩＨは最大像高である。
これにより、画角に対して焦点距離の長さが適度に規定され、観察深度を十分に確保しつつ、画像周辺の倍率と画像中心の倍率とのバランスを良好にすることができる。
なお、対物光学系１は、下記の条件式（２）’を満足することがより好ましい。
（２）’        ０．６８  ＜  ｆｌ／ＩＨ  ＜  ０．７８
【００２４】
第１レンズＬ１および第２レンズＬ２は、下記の条件式（３）を満足している。
（３）        −０．６６  ＜  ｆ１／ｆ２  ＜  −０．０６
ここで、ｆ１は第１レンズＬ１の焦点距離、ｆ２は第２レンズＬ２の焦点距離である。
これにより、広角化と倍率色収差の補正とを同時に達成することができる。
【００２５】
対物光学系１は、下記の条件式（４）を満足している。
（４）        ０．１  ＜  |  ｇ２／ｇ１  |  ＜  ２．２
ここで、ｇ１は前群ＦＧの焦点距離、ｇ２は後群ＢＧの焦点距離である。
条件式（４）は、像面湾曲を補正するための条件式である。条件式（４）の下限を下回った場合、前群ＦＧの焦点距離が相対的に大きくなり像面がプラス側に倒れる。一方、条件式（４）の上限を上回った場合、後群ＢＧの焦点距離が大きくなり像面がマイナス側に倒れる。
【００２６】
対物光学系１は、下記の条件式（５）を満足している。
（５）    −０．６６＜ｄｔl×０．０１／ｇ２×ＩＨ＜−０．３８
ここで、ｄｔｌは最大像高でのディストーションである。
条件式（５）の下限を下回った場合、ディストーションの発生量が大きくなり、周辺が潰れた画像になるため好ましくない。一方、条件式（５）の上限を上回った場合、画像周辺部における光量が不足するために画像周辺部が暗くなり、好ましくない。
【００２７】
対物光学系１は、下記の条件式（６）を満足している。
（６）        ６６  ＜  ω  ＜  ８８
ここで、ωは最大像高における半画角である。
条件式（６）の下限を下回った場合、焦点距離が大きくなるため、観察深度の拡大を図ることが難しくなる。一方、条件式（６）の上限を上回った場合、入射光線が全反射を起こして画像の４隅にケラレが発生しやすくなるため好ましくない。
なお、対物光学系１は、条件式（６）’を満足することがより好ましい。これにより、観察深度を一層拡大することができる。
（６）’        ７８  ＜  ω  ＜  ８８
【００２８】
後群ＢＧは、下記の条件式（７）を満足している。
（７）        １．７５  ＜  ｇ２／ｆｌ  ＜  ２．６２
後群ＢＧのレンズは主に結像に寄与し、後群ＢＧのパワーが強くなるとバックフォーカスが短くなる。条件式（７）の下限を下回った場合、後群ＢＧのパワーが強くなり過ぎ、ピント調整が行われる最終レンズＬ５と撮像素子との間隔を確保することが難しくなる。一方、条件式（７）の上限を上回った場合、レンズ系全体の全長が大きくなり小型の内視鏡には不向きとなる。
【００２９】
第１レンズＬ１は、下記の条件式を満足している。
（８）        −１．８  ＜  ｆ１／ｆｌ  ＜  −０．８
条件式（８）の下限を下回った場合、第１レンズＬ１の負のパワーが弱くなってレンズ径の大型化を招くため、先端が細径の内視鏡には不向きとなる。一方、条件式（８）の上限を上回った場合、第１レンズＬ１の負のパワーが強くなるためバックフォーカスの確保が難しくなり、ピント位置の調節が困難となる。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、前群ＦＧに非球面レンズを搭載することにより、１４０°以上の画角を有する広角の構成でありながら、ディストーションを効果的に補正し、また、観察深度を十分に広く確保することができる。また、各群ＦＧ，ＢＧの焦点距離を適切な値にすることにより、対物光学系１を撮像素子と組み合わせたときに、画質劣化がなくコンパクトな撮像光学系を構成することができる。さらに、倍率色収差が良好に補正されているので、高画素な撮像素子と組み合わせた場合には、各物点において高精細な画像を得ることができる。
【００３１】
なお、上記実施形態においては、第２のレンズＬ２を図示しない負レンズと接合し、前群ＦＧを、第１レンズＬ１と接合レンズとから構成してもよい。これにより、倍率色収差をさらに良好に補正することができる。
【実施例】
【００３２】
次に、上述した実施形態の実施例１から６について、図２から図１３を参照して説明する。
なお、本明細書に記載の面データにおいて、面番号は物体側から数えた光学面の番号を示し、屈折率およびアッベ数はｅ線に対する値を示す。また、面データおよび各種データにおいて、曲率半径、面間隔、焦点距離、像高および物点距離の単位はｍｍである。
非球面形状は、次式で定義される。
ｚ＝（ｙ２／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｙ２／ｒ２）｝１／２］＋Ａ４ｙ４＋Ａ６ｙ６＋Ａ８ｙ８＋Ａ１０ｙ１０
ここで、光軸方向をｚ、光軸に直交する方向をｙと定義する。ｋは円錐係数、ｒは曲率半径、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０は非球面係数を示している【００３３】
添付のレンズ断面図において、ｒ１、ｒ２、ｒ３、…は、面番号が１、２、３、…の光学面を示す。ｄ１、ｄ２、ｄ３、…は、面番号が１、２、３、…の面間隔又は空気間隔を示す。添付の収差図において、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差、（ｄ）は倍率色収差を示す。【００３４】
〔実施例１〕
実施例１に係る対物光学系のレンズ断面図を図２に、面データおよび各種データを下に示す。
本実施例の対物光学系は、物体側より順に、負の屈折力の前群、明るさ絞りおよび正の屈折力の後群により構成されている。前群は、物体側より順に、負レンズおよび正レンズにより構成され、負レンズは像側面が非球面で構成されている。後群は、物体側から順に、正レンズ、および、正レンズと負レンズとを貼り合わせた正の接合レンズにより構成されている。
このように構成された実施例１の対物光学系の収差曲線図を図３に示す。【００３５】
面データ
面番号          曲率半径      面間隔            屈折率      アッベ数
１        ７．９２９    ０．３０    １．８８８１５      ４０．８
２            非球面    ０．６２
３      −１．９２５    ０．７０    １．８５５０４      ２３．８
４      −１．６８１    ０．７２
５        明るさ絞り    ０．０８
６      −７．２８１    １．８０    １．７７６２１      ４９．６
７      −１．３３６    ０．０７
８        ３．２０２    １．２２    １．５１８２５      ６４．１
９      −０．９８９    ０．３０    １．９３４２９      １８．９
１０      −３．０９０    ０．１０
１１                ∞    ０．６０    １．５１９６５      ７５．０
１２                ∞    ０．５５
１３                ∞    ０．４０    １．５１８２５      ６４．１
１４            撮像面
非球面データ
第２面
ｒ＝０．８７８      ｋ＝０
Ａ４＝−６．１８０５×１０−２      Ａ６＝−９．１８７２×１０−２
Ａ８＝−１．５０６５×１０−５      Ａ１０＝−８．４９１１×１０−２【００３６】
各種データ
焦点距離    ０．７１
像高ＩＨ    １．０
Ｆｎｏ．    ５．７７
物点距離    ４．８【００３７】
〔実施例２〕
実施例２に係る対物光学系のレンズ断面図を図４に、面データおよび各種データを下に示す。
本実施例の対物光学系は、前群において正レンズの物体側面が非球面である点で実施例１の対物光学系と主に異なっている。
このように構成された実施例２の対物光学系の収差曲線図を図５に示す。【００３８】
面データ
面番号          曲率半径      面間隔            屈折率      アッベ数
１        ３．２４８    ０．３０    １．８８８１５      ４０．８
２        ０．６８２    ０．６５
３            非球面    ０．９５    １．８５５０４      ２３．８
４      −１．４６５    ０．２８
５        明るさ絞り    ０．０８
６      −１．４８３    １．７２    １．７７６２１      ４９．６
７      −１．３８４    ０．０７
８        １．９９４    １．４４    １．５１８２５      ６４．１
９      −１．２５０    ０．２６    １．９３４２９      １８．９
１０      −３．５８３    ０．１２
１１                ∞    ０．４５    １．５１９６５      ７５．０
１２                ∞    ０．５７
１３                ∞    ０．４０    １．５１８２５      ６４．１
１４            撮像面
非球面データ
第３面
ｒ＝−４．３４９      ｋ＝０
Ａ４＝７．４６４５×１０−２      Ａ６＝−２．２２９０×１０−１
Ａ８＝−１．８９７８×１０−４      Ａ１０＝５．０５８１×１０−１【００３９】
各種データ
焦点距離      ０．７０
像高ＩＨ      １．０
Ｆｎｏ．      ６．１２
物点距離      ５．０【００４０】
〔実施例３〕
実施例３に係る対物光学系のレンズ断面図を図６に、面データおよび各種データを下に示す。
本実施例の対物光学系は、前群が、物体側より順に、負レンズ、および、正レンズと負レンズとを貼り合わせた接合レンズにより構成さている点において、実施例１の対物光学系と主に異なっている。
このように構成された実施例３の対物光学系の収差曲線図を図７に示す。【００４１】
面データ
面番号          曲率半径      面間隔            屈折率      アッベ数
１        ７．４２９    ０．３０    １．８８８１５      ４０．８
２            非球面    ０．６８
３      −６．４７１    １．４２    １．９３４２９      １８．９
４      −２．９０３    ０．５９    １．７７６２１      ４９．６
５      −８．４７９    ０．０１
６        明るさ絞り    ０．００
７        ５．６５８    １．０７    １．４９８４６      ８１．５
８      −１．２２７    ０．０７
９        ２．８１１    １．３２    １．５１８２５      ６４．１
１０      −１．０６０    ０．４９    １．９３４２９      １８．９
１１      −２．８００    ０．１２
１２                ∞    ０．５０    １．５１９６５      ７５．０
１３                ∞    ０．９１
１４                ∞    ０．６０    １．５１８２５      ６４．１
１５            撮像面
非球面データ
第２面
ｒ＝０．７０８      ｋ＝０
Ａ４＝１．１２８８×１０−１      Ａ６＝−１．８２３７×１００
Ａ８＝５．５８７７×１００      Ａ１０＝−７．９６１７×１００【００４２】
各種データ
焦点距離      ０．７７
像高ＩＨ      １．０
Ｆｎｏ．      ７．３８
物点距離      ４．９【００４３】
〔実施例４〕
実施例４に係る対物光学系のレンズ断面図を図８に、面データおよび各種データを下に示す。
本実施例の対物光学系は、前群が、物体側から順に負レンズ、および、正レンズと負レンズとを貼り合わせた接合レンズからなり、正レンズの物体側面が非球面である点において、実施例１の対物光学系と主に異なっている。
このように構成された実施例４の対物光学系の収差曲線図を図９に示す。【００４４】
面データ
面番号          曲率半径      面間隔            屈折率      アッベ数
１        ７．４２９    ０．３０    １．８８８１５      ４０．８
２        ０．６９４    ０．４１
３            非球面    ０．８７    １．９３４２９      １８．９
４      ２６．３７１    ０．４８    １．７７６２１      ４９．６
５        ３．９００    ０．１４
６        明るさ絞り    ０．０３
７        ４．９１３    １．９４    １．７７６２１      ４９．６
８      −１．４８５    ０．０８
９        ２．２１５    １．３２    １．５１８２５      ６４．１
１０      −１．１９１    ０．４９    １．９３４２９      １８．９
１１      −３．６７８    ０．２０
１２                ∞    ０．３０    １．５１９６５      ７５．０
１３                ∞    ０．４７
１４                ∞    ０．８０    １．５１８２５      ６４．１
１５            撮像面
非球面データ
第３面
ｒ＝５．８９５      ｋ＝０
Ａ４＝１．７１１５×１０−１      Ａ６＝−８．３４３８×１０−２
Ａ８＝５．０９５０×１０−１【００４５】
各種データ
焦点距離      ０．７５
像高ＩＨ      １．０
Ｆｎｏ．      ５．４３
物点距離      ４．８【００４６】
〔実施例５〕
実施例５に係る対物光学系のレンズ断面図を図１０に、面データおよび各種データを下に示す。
本実施例の対物光学系は、基本的な構成においては実施例１の対物光学系と同様である。
このように構成された実施例５の対物光学系の収差曲線図を図１１に示す。【００４７】
面データ
面番号          曲率半径      面間隔            屈折率      アッベ数
１                ∞    ０．３０    １．８８８１５    ４０．７６
２            非球面    ０．６５
３      −８．０４２    ０．６０    １．８５５０４    ２３．７８
４      −１．８９６    ０．６０
５        明るさ絞り    ０．０８
６      −４．３８９    １．５２    １．７７６２１    ４９．６０
７      −１．３３３    ０．０８
８        ２．８７７    １．３３    １．５１８２５    ６４．１４
９      −０．９９６    ０．３１    １．９３４２９    １８．９０
１０      −２．６９７    ０．１０
１１                ∞    ０．３０    １．５１９６５    ７５．００
１２                ∞    ０．５４
１３                ∞    ０．４０    １．５１８２５    ６４．１４
１４            撮像面
非球面データ
第２面
ｒ＝０．８８４      ｋ＝０
Ａ４＝１．１７０３×１０−１      Ａ６＝−１．０７１０×１００
Ａ８＝２．０４１４×１００      Ａ１０＝−１．７４８６×１００【００４８】
各種データ
焦点距離      ０．７７
像高ＩＨ      １．０
Ｆｎｏ．      ６．１８
物点距離      ５．０【００４９】
〔実施例６〕
実施例６に係る対物光学系のレンズ断面図を図１２に、面データおよび各種データを下に示す。
本実施例の対物光学系は、前群において、負レンズの像側面および正レンズの物体側面が非球面である点において実施例１の対物光学系と主に異なっている。
このように構成された実施例６の対物光学系の収差曲線図を図１３に示す。【００５０】
面データ
面番号          曲率半径      面間隔            屈折率      アッベ数
１                ∞    ０．３０    １．８８８１５    ４０．７６
２            非球面    ０．８０
３            非球面    ０．３９    １．８５５０４    ２３．７８
４      −１．２１１    １．１４
５        明るさ絞り    ０．０２
６        ９．５８７    ２．０３    １．７７６２１    ４９．６０
７      −１．７２７    ０．０７
８        ６．３６８    １．２０    １．５１８２５    ６４．１４
９      −０．９２３    ０．３０    １．９３４２９    １８．９０
１０      −１．９０３    ０．０８
１１                ∞    ０．４０    １．５１９６５    ７５．００
１２                ∞    ０．６５
１３                ∞    ０．７０    １．５１８２５    ６４．１４
１４            撮像面
非球面データ
第２面
ｒ＝０．９５２      ｋ＝０
Ａ４＝−６．１５５８×１０−２      Ａ６＝−８．８９５３×１０−２
Ａ８＝１．７６２３×１０−１      Ａ１０＝−４．１４６５×１０−１
第３面
ｒ＝−１．３９６      ｋ＝０
Ａ４＝−１．７５８１×１０−２      Ａ６＝−８．７８１６×１０−２
Ａ８＝−４．０８２０×１０−２【００５１】
各種データ
焦点距離      ０．７３
像高ＩＨ      １．０
Ｆｎｏ．      ６．６５
物点距離      ４．８【００５２】
実施例１から６の対物光学系の構成における条件式（１）から（６）の数値を表１に示す。【００５３】
【表１】
2012008312.tif 000003
【００５４】
（付記）
なお、実施例１から６から、以下の構成の発明が導かれる。
（付記項１）
物体側から順に前群、明るさ絞りおよび正の後群からなり、前記前群は、少なくとも１面が非球面で構成されるとともに、最も物体側に下記条件式（１）を満足する負の第１レンズを備え、画角が１４０°以上である対物光学系。
（１）        ０  ≦  ｒ２／ｒ１  ＜  ０．２４
ここで、ｒ１は前記前群の最も物体側に配置された第１レンズの物体側の曲率半径、ｒ２は前記第１レンズの像体側の曲率半径である。【００５５】
（付記項２）
下記の条件式（２）を満足する付記項１に記載の対物光学系。
（２）        ０．６５  ＜  ｆｌ／ＩＨ  ＜  ０．８２
ここで、ｆｌは全系の焦点距離、ＩＨは最大像高である。
（付記項３）
前記前群が、物体側から順に前記第１レンズと正の第２レンズとを備える付記項１に記載の対物光学系。【００５６】
（付記項４）
前記第１レンズおよび前記第２レンズが、下記の条件式（３）を満足する付記項３に記載の対物光学系。
（３）        −０．６６  ＜  ｆ１／ｆ２  ＜  −０．０６
ここで、ｆ１は前記第１レンズの焦点距離、ｆ２は前記第２レンズの焦点距離である。【００５７】
（付記項５）
前記前群が、負群である付記項１から付記項４のいずれかに記載の対物光学系。
（付記項６）
下記の条件式（２）’を満足する付記項２に記載の対物光学系。
（２）’        ０．６８  ＜  ｆｌ／ＩＨ  ＜  ０．７８【００５８】
（付記項７）
下記の条件式（４）を満足する付記項１から付記項４のいずれかに記載の対物光学系。
（４）        ０．１  ＜  |  ｇ２／ｇ１  |  ＜  ２．２
ここで、ｇ１は前記前群の焦点距離、ｇ２は前記後群の焦点距離である。
（付記項８）
下記の条件式（５）を満足する付記項１から付記項４のいずれかに記載の対物光学系。
（５）        −０．６６＜ｄｔl×０．０１／ｇ２×ＩＨ＜−０．３８
ここで、ｄｔｌは最大像高でのディストーションである。【００５９】
（付記項９）
下記の条件式（６）を満足する付記項１から付記項４のいずれかに記載の対物光学系。
（６）        ６６  ＜  ω  ＜  ８８
ここで、ωは最大像高における半画角である。
（付記項１０）
下記の条件式（６）’を満足する付記項９に記載の対物光学系。
（６）’        ７８  ＜  ω  ＜  ８８【００６０】
（付記項１１）
下記の条件式（７）を満足する付記項１から付記項４のいずれかに記載の対物光学系。
（７）        １．７５  ＜  ｇ２／ｆｌ  ＜  ２．６２
（付記項１２）
下記の条件式（８）を満足する付記項１から付記項４のいずれかに記載の対物光学系。
（８）        −１．８  ＜  ｆ１／ｆｌ  ＜  −０．８
【符号の説明】
【００６１】
１  対物光学系
ＦＧ  前群
ＢＧ  後群
Ｌ１  第１レンズ
Ｌ２  第２レンズ
Ｌ３  第３レンズ
Ｌ４  正レンズ
Ｌ５  負レンズ
Ｅ４５  接合レンズ
Ｆ  平行平面板
ＣＧ  カバーガラス
【図１】
2012008312.tif 000004
【図２】
2012008312.tif 000005
【図３】
2012008312.tif 000006
【図４】
2012008312.tif 000007
【図５】
2012008312.tif 000008
【図６】
2012008312.tif 000009
【図７】
2012008312.tif 000010
【図８】
2012008312.tif 000011
【図９】
2012008312.tif 000012
【図１０】
2012008312.tif 000013
【図１１】
2012008312.tif 000014
【図１２】
2012008312.tif 000015
【図１３】
2012008312.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月16日(2012.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
物体側から順に前群、明るさ絞りおよび正の後群からなり、
前記前群は、少なくとも１面が非球面で構成されるとともに、最も物体側に下記の条件式（１）、（４）、および（８）を満足する負の第１レンズを備え、
画角が１４０°以上である対物光学系。
（１）        ０  ≦  ｒ２／ｒ１  ＜  ０．２４
（４）        ０．１  ＜  |  ｇ２／ｇ１  |  ＜  ２．２
（８）        −１．８  ＜  ｆ１／ｆｌ  ＜  −０．８
ここで、
ｒ１  ：  前記第１レンズの物体側の曲率半径、
ｒ２  ：  前記第１レンズの像側の曲率半径、
ｇ１  ：  前記前群の焦点距離、
ｇ２  ：  前記後群の焦点距離、
ｆ１  ：  前記第１レンズの焦点距離、
ｆｌ  ：  全系の焦点距離
である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、物体側から順に前群、明るさ絞りおよび正の後群からなり、前記前群は、少なくとも１面が非球面で構成されるとともに、最も物体側に下記の条件式（１）、（４）、および（８）を満足する負の第１レンズを備え、画角が１４０°以上である対物光学系を提供する。
（１）        ０  ≦  ｒ２／ｒ１  ＜  ０．２４
（４）        ０．１  ＜  |  ｇ２／ｇ１  |  ＜  ２．２
（８）        −１．８  ＜  ｆ１／ｆｌ  ＜  −０．８
ここで、ｒ１は前記前群の最も物体側に配置された第１レンズの物体側の曲率半径、ｒ２は前記第１レンズの像側の曲率半径、ｇ１は前記前群の焦点距離、ｇ２は前記後群の焦点距離、ｆ１は前記第１レンズの焦点距離、ｆｌは全系の焦点距離である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、広角化の効果をより発揮するために、前群は負の屈折力を持つことが望ましい。本発明では第１レンズを負レンズとしている。該第１レンズの両側の面の曲率半径の比は条件式（１）、（４）、および（８）の範囲内にあることが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
条件式（１）の下限を下回った場合、内視鏡の外表面に露出される第１レンズの物体側面が凹面になるため観察時の水切れが悪くなる等の問題が生じ、好ましくない。一方、条件式（１）の上限を上回った場合、第１レンズの物体側面の曲率半径が小さくなるため、内視鏡先端部においてレンズの出っ張り量が増え、第１レンズに傷が付きやすい等の問題が生じる。また、水切れも悪くなるため好ましくない。さらに、第１レンズの負のパワーが弱くなるため、外径の大型化を招き、好ましくない。
条件式（４）の下限を下回った場合、前群ＦＧの焦点距離が相対的に大きくなり像面がプラス側に倒れる。一方、条件式（４）の上限を上回った場合、後群ＢＧの焦点距離が大きくなり像面がマイナス側に倒れる。
条件式（８）の下限を下回った場合、第１レンズＬ１の負のパワーが弱くなってレンズ径の大型化を招くため、先端が細径の内視鏡には不向きとなる。一方、条件式（８）の上限を上回った場合、第１レンズＬ１の負のパワーが強くなるためバックフォーカスの確保が難しくなり、ピント位置の調節が困難となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
対物光学系１は、下記の条件式（４）を満足している。
（４）        ０．１  ＜  |  ｇ２／ｇ１  |  ＜  ２．２
ここで、ｇ１は前群ＦＧの焦点距離、ｇ２は後群ＢＧの焦点距離である。
条件式（４）は、像面湾曲を補正するための条件式である。条件式（４）の下限を下回った場合、像面がプラス側に倒れる。一方、条件式（４）の上限を上回った場合、像面がマイナス側に倒れる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
第１レンズＬ１は、下記の条件式を満足している。
（８）        −１．８  ＜  ｆ１／ｆｌ  ＜  −０．８
条件式（８）の下限を下回った場合、先端が細径の内視鏡には不向きとなる。一方、条件式（８）の上限を上回った場合、ピント位置の調節が困難となる。
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月27日(2012.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
物体側から順に前群、明るさ絞りおよび正の後群からなり、
前記前群は、最も物体側から順に負のレンズ、正のレンズで構成され、
前記負のレンズで発生するディストーションを抑えるため、前記負のレンズまたは前記正のレンズの少なくとも１面が非球面で構成されるとともに、前記負のレンズが、下記の条件式（１）、（４）、および（８）を満足し、
画角が１４０°以上である対物光学系。
（１）        ０  ≦  ｒ２／ｒ１  ＜  ０．２４
（４）        ０．１  ＜  |  ｇ２／ｇ１  |  ＜  ２．２
（８）        −１．８  ＜  ｆ１／ｆｌ  ＜  −０．８
ここで、
ｒ１  ：  前記第１レンズの物体側の曲率半径、
ｒ２  ：  前記第１レンズの像側の曲率半径、
ｇ１  ：  前記前群の焦点距離、
ｇ２  ：  前記後群の焦点距離、
ｆ１  ：  前記第１レンズの焦点距離、
ｆｌ  ：  全系の焦点距離
である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、物体側から順に前群、明るさ絞りおよび正の後群からなり、前記前群は、最も物体側から順に負のレンズ、正のレンズで構成され、前記負のレンズで発生するディストーションを抑えるため、前記負のレンズまたは前記正のレンズの少なくとも１面が非球面で構成されるとともに、前記負のレンズが、下記の条件式（１）、（４）、および（８）を満足し、画角が１４０°以上である対物光学系を提供する。
（１）        ０  ≦  ｒ２／ｒ１  ＜  ０．２４
（４）        ０．１  ＜  |  ｇ２／ｇ１  |  ＜  ２．２
（８）        −１．８  ＜  ｆ１／ｆｌ  ＜  −０．８
ここで、ｒ１は前記前群の最も物体側に配置された第１レンズの物体側の曲率半径、ｒ２は前記第１レンズの像側の曲率半径、ｇ１は前記前群の焦点距離、ｇ２は前記後群の焦点距離、ｆ１は前記第１レンズの焦点距離、ｆｌは全系の焦点距離である。
【国際調査報告】
2012008312.tif 000017
2012008312.tif 000018
2012008312.tif 000019
2012008312.tif 000020